22ΟΣ ΑΙΩΝΑΣ
05/08/2021 07:04 EEST

Πώς ξεκίνησε η παραγωγή οξυγόνου στη γη: Μία νέα θεωρία

Τι σχέση έχει με την ταχύτητα περιστροφής της γης.

Yannick Tylle via Getty Images
Βακτήρια σε λίμνη

Επιστήμονες έχουν αναπτύξει μια νέα θεωρία για το πως η Γη δημιούργησε το οξυγόνο που υπάρχει στην ατμόσφαιρά της. Η απάντηση βρίσκεται στο ότι κάποια στιγμή ο πλανήτης επιβράδυνε ταχύτητα περιστροφής και οι μέρες άρχισαν να διαρκούν περισσότερο.

Μια μελέτη που δημοσιεύθηκε πρόσφατα προτείνει μια θεωρία που υποστηρίζει ότι το περισσότερο και συνεχές φως της ημέρας πυροδότησε την δημιουργία οξυγόνου από βακτήρια, θέτοντας την βάση για την ζωή όπως την γνωρίζουμε σήμερα. 

Ερευνητές που υποστηρίζουν την θεωρία αυτή έκαναν ένα πείραμα: ξέθαψαν μωβ βακτήρια από τα βάθη της λίμνης Χούρον της Β. Αμερικής και δοκίμασαν να τα εκθέσουν σε εργαστηριακό φως. Τα δεδομένα που πήραν επιβεβαίωσαν την θεωρία τους. Όσο περισσότερο φως έπαιρναν τα βακτήρια, τόσο περισσότερο οξυγόνο παρήγαγαν.

Ένα από τα μεγάλα μυστήρια που καλείται να λύσει η επιστήμη σήμερα είναι το πως η Γη από ένας πλανήτη με ελάχιστο οξυγόνο έγινε ο πλανήτης με την ατμόσφαιρα την οποία αναπνέουμε σήμερα. Οι επιστήμονες πίστευαν εδώ και καιρό ότι στην διαδικασία εμπλέκονταν κάποια μικρόβια που ονομάζονται κυανοβακτήρια, αλλά δεν μπορούσαν να διευκρινίσουν τι ξεκίνησε το μεγάλο γεγονός της οξυγόνωσης.

Οι ερευνητές σε μια μελέτη στο Nature Geoscience υποστηρίζουν ότι η επιβράδυνση της περιστροφής της Γης, η οποία επέτεινε σταδιακά τις ημέρες από έξι ώρες στις τρέχουσες 24 ώρες, ήταν το κλειδί για να κάνουν τα κυανοβακτήρια τον πλανήτη βιώσιμο.

Πριν από περίπου 2,4 δισεκατομμύρια χρόνια υπήρχε τόσο λίγο οξυγόνο στην ατμόσφαιρα της Γης που μόλις και μετά βίας θα μπορούσε να μετρηθεί, οπότε δεν θα μπορούσε να υπάρξει ζωή φυτών ή ζώων όπως την γνωρίζουμε. Για αυτό τον λόγο, πολλά μικρόβια εισέπνεαν διοξείδιο του άνθρακα και στην περίπτωση των κυανοβακτηρίων, παρήγαγαν οξυγόνο με την παλαιότερη μορφή φωτοσύνθεσης.

Στην αρχή δεν ήταν πολλά, αλλά σε περίπου 400 εκατομμύρια χρόνια η ατμόσφαιρα της Γης έφτασε στο ένα δέκατο της ποσότητας οξυγόνου που έχουμε τώρα, το οποίο αποτελεί ένα τεράστιο άλμα, δήλωσε η επικεφαλής συγγραφέας της μελέτης, Τζούντιθ Κλατ, βιογεωχημικός στο Ινστιτούτο Max Planck. Αυτή η έκρηξη οξυγόνου επέτρεψε στα φυτά και τα ζώα να εξελιχθούν, με πολλά φυτά να συμμετέχουν τώρα στο «πάρτι» παραγωγής οξυγόνου, λέει.

Αλλά γιατί τα βακτήρια συνέχισαν να παράγουν οξυγόνο; Σε αυτήν την ερώτηση έρχεται να απαντήσει ο ωκεανογράφος του Πανεπιστημίου του Μίσιγκαν, Μπράιαν Άρμπικ, ο οποίος μελετά τις παλιρροιακές δυνάμεις στη Γη και το πως αυτές επιβράδυναν την περιστροφή της Γης. Ο Άρμπικ άκουγε τη διάλεξη ενός συναδέλφου του για τα κυανοβακτήρια και παρατήρησε ότι το συμβάν της παραγωγής οξυγόνου συνέπεφτε με τον την διεύρυνση της μέρας στην Γη. Η περιστροφή του πλανήτη επιβραδύνεται λόγω της περίπλοκης φυσικής της παλιρροιακής τριβής και της αλληλεπίδρασης του με το φεγγάρι.

Οι ερευνητές του Μίσιγκαν και της Γερμανίας έθεσαν τη θεωρία τους σε δοκιμή με βακτήρια παρόμοια με αυτά που υπήρχαν πριν από 2,4 δισεκατομμύρια χρόνια. Χρησιμοποίησαν μοβ και άσπρα στρώματα κυανοβακτηρίων που ζούσαν σε ένα απόκοσμο βάθος σχεδόν 24 μέτρων στη λίμνη Χούρον.

Οι δύτες ανέβασαν στην επιφάνεια τα ζελατινώδη στρώματα βακτηρίων, που μυρίζουν σαν σάπια αυγά. Ο Κλατ και οι συνεργάτες τους τα εξέθεσαν σε διάφορες ποσότητες φωτός, έως και για 26 συνεχόμενες ώρες. Διαπίστωσαν ότι το πιο συνεχές φως έκανε τα βακτήρια να παράγουν περισσότερο οξυγόνο.

Οι συγγραφείς της μελέτης και οι εξωτερικοί επιστήμονες είπαν ότι αυτή είναι μόνο μία πιθανή αλλά εύλογη εξήγηση για την αύξηση του οξυγόνου της Γης.